工程流体力学习题01 下载本文

内容发布更新时间 : 2025/10/6 6:30:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(2)取贮槽液面为1-1,输送管出口为2-2,则: Z1+p1/(ρg)+v12/(2g)+H=Z2+p2/(ρg)+v22/(2g)+hW,

Z2-Z1=19.5m,p1=0,p2=3.14×105Pa,v1=0,v2=0,hw=10.3m H=19.5+3.14×105/(930×9.8)+10.3=64.3m

往复泵的轴功率N=ρgQH/η=930×9.8×25.8×64.3/(3600×0.72)=5833W 9.用风机将20oC、38000kg/h的空气送入加热器加热至100oC,然后经管路而送到常压设备内,输送系统所需全风压为1200Pa(按60oC常压计)。试选合适的风机。若将已选的风机(转速相同)置于加热器之后,是否能完成输送任务。(外界气压为1atm)

解:空气在20oC、常压下的密度为1.2kg/m3,则风量Q=38000/1.2=31670m3。输送系统的风压HT’换算为实验条件下的风压,即:HT=1.2HT’/ρ’,

ρ’=ρTp’/(T’p)=1.2×293×101330/(333×101330)=1.06kg/m3, 60oC、常压下的密度为1.06kg/m3。HT=1.2×1200/1.06=1359Pa,

根据风量和风压,查化工手册可得4-72-11No.10c型离心通风机可满足要求。 该风机性能如下:

转速r/min 风压Pa 风量m3/h 效率% 功率kW 1000 1422 32700 94.3 16.5 若将已选风机置于加热器后,则风量发生明显变化。由题知管路系统所需风压为1200Pa,此值较大气压强相差不大,所以风机入口处的压强仍可按常压计。100oC、常压下的密度为0.946kg/m3。故风量为Q=38000/0.946=40170m3/h>32700m3/h。 若风压仍与前相同,风机转速不变,则此风机不能完成输送任务。 10.已知空气的最大输送量为14500kg/h,在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa(以风机进口状态计)。由于工艺条件的要求,风机进口与温度为40oC、真空度为196Pa的设备连接。试选合适的离心通风机。当地大气压为93.3kPa。

解:空气在20oC,101.33kPa下密度为1.2kg/m3,则40oC、真空度为196Pa时密度为: ρ’=ρTp’/(T’p)=1.2×293×(93300-196)/(313×101330)=1.03kg/m3,

则空气流量为:Q=14500/1.03=14078m3/h,风压为HT=1.2HT’/ρ’=1.2×1600/1.03=1864Pa。 根据风量和风压,查化工手册可得4-72-11No.6c型离心通风机可满足要求。 该风机性能如下: 转速r/min 风压Pa 风量m3/h 效率% 功率kW 2000 1941.8 14100 91 10.0 o

11.15C的空气直接由大气进入风机再通过内径为800mm的水平管道送到炉底,炉底的表压为10.8kPa。空气输送量为20000m3/h(进口状态计),管长为100m(包括局部阻力的当量长度),管壁绝对粗糙度为0.3mm。现库存一台离心通风机,其性能如下:转速1450r/min,风压为12650Pa,风量为21800m3/h。核算该风机是否合用?当地大气压为101.33kPa。 解:在大气和炉底空气进口处列能量方程:p1+ρv12/2+HT’=p2+ρv22/2+Δpf,

p1=0,p2=10800Pa,ρ=ρ’T’p/(Tp’ )=1.2×293×101330/(288×101330)=1.22kg/m3, v1=0,v2=4Q/(πd2)=4×20000/(3600×3.14×0.82)=11.06m/s, 15oC的空气的动力粘度为0.0180mPa·s,

Re=dvρ/μ=0.8×11.06×1.22×1000/0.0180=599698,40d/Δ=106667,

(665-765lgε)/ε=4074104,故:1/λ0.5=-1.8lg[6.8/Re+[Δ/(3.7d)]1.11]=7.771,λ=0.0166

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Δpf=λ·(l/d)·ρv2/2=0.0166×(100/0.8)×1.22×11.062/2=154.8Pa。 HT’=p2+ρv22/2+Δpf=10800+154.8+1.22×11.062/2=11029.4Pa HT=1.2HT’/ρ’=1.2×11029.4/1.22=10848.6Pa。 经过对比,该库存风机合用。

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